'Тихие' мутации помогают бактериям уклоняться от антибиотиков

Исследователи обнаружили новый механизм устойчивости внутрибольничных инфекций к антибиотикам — через «тихую» генетическую мутацию.

Команда под руководством Имперского колледжа Лондона с международными коллабораторами опубликовала результаты в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Растущая устойчивость

Исследователи изучили бактерию Klebsiella pneumoniae, вызывающую инфекции лёгких, крови и ран у госпитализированных пациентов. Эта бактерия становится всё более устойчивой к антибиотикам, особенно к карбапенемам — препаратам последней линии защиты.

Карбапенем-резистентная K. pneumoniae классифицируется ВОЗ как организм «критического» приоритета (Priority 1).

Чтобы подействовать, антибиотик должен проникнуть внутрь бактерии. У K. pneumoniae это происходит через канал во внешней мембране, образованный белком OmpK36. Команда обнаружила генетическую мутацию, которая заставляет бактерии производить меньше этого белка, фактически закрывая часть каналов и не пуская антибиотики внутрь.

'Тихие' мутации

Однако эта мутация работает иначе, чем стандартные. Обычно мутации меняют генетический код так, что рибосомы производят белок с другой цепочкой аминокислот и функциями.

Данная мутация приводит к той же аминокислотной последовательности, но изменяет структуру важной промежуточной мРНК, препятствуя рибосомам считывать код и производить белок.

Поскольку геномные методы обычно ищут изменения в аминокислотной последовательности, такие структурные мутации могут считаться «тихими».

Первый автор работы доктор Джошуа Вонг отметил: «Это открытие должно изменить то, как мы рассматриваем генетический код у бактерий... Наша работа фокусируется на одной мутации, но фундаментально меняет то, как мы интерпретируем мутации, особенно те, что считались "тихими"».

Обусловленность применением антибиотиков

Используя данные образцов устойчивых бактерий, собранных по всему миру, команда показала, что мутация возникала независимо несколько раз. Это говорит о том, что она не случайна, а обусловлена необходимостью бактерии защищаться от антибиотиков.

Ведущий исследователь профессор Гад Франкель сказал: «Мутация эволюционировала независимо в нескольких случаях... Это говорит о том, что механизм не является единичной случайностью, а обусловлен применением антибиотиков. Это подчёркивает побочные эффекты чрезмерного использования антибиотиков».

Команда надеется, что их находка будет включена в биоинформатические инструменты для анализа генетических последовательностей. Они продолжат поиск других важных мутаций у этого ключевого патогена.